INTRODUCTION GÉNÉRALE DU COURS - Information, Calcul, Communication : EPFL
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Objectifs
Présentation du
cours
Programmer
Conclusion
Information, Calcul, Communication :
INTRODUCTION GÉNÉRALE DU COURS
Jean-Cédric Chappelier
Laboratoire d’Intelligence Artificielle
Faculté I&C
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 1 / 22
Objectifs
Présentation du
Objectifs du cours ICC
cours
Programmer
Ce cours « Information, Calcul et Communication » a pour buts essentiels de :
Conclusion
1. présenter l’Informatique en tant que discipline scientifique
2. exposer ses principes fondamentaux (partie théorie, vendredis)
3. développer la « pensée algorithmique » (« Computational Thinking »)
4. expliquer les bases de fonctionnement du « monde numérique » (partie théorie,
vendredis)
5. sensibiliser à la sécurité dans ce « monde numérique » (partie théorie, vendredis)
6. vous apprendre à programmer :
savoir les bases et connaître correctement au moins un langage (ici : le C++)
7. Savoir comment fonctionne un ordinateur
et savoir l’utiliser (sous Linux)
+ voir le document « Présentation générale du cours » envoyé par email
(et présent sur le site Moodle du cours)
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier A LIRE ABSOLUMENT !
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 2 / 22
Objectifs
Présentation du
Moyens
cours
Programmer
Conclusion
I Moodle : support de cours, exercices, compléments, ...
http://moodle.epfl.ch/course/view.php?id=14023
I partie programmation : MOOC (Coursera) : vidéos, quiz, exercices, devoirs notés
https://www.coursera.org/learn/initiation-programmation-cpp
I Interactions :
I partie théorie : cours (2h) et d’exercices (1h)
I partie programmation : complément de cours (1h) et exercices (2h)
I Forums (MOOC et Moodle)
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 3 / 22Objectifs
Présentation du
Organisation du travail (semaines)
cours
Programmer
Conclusion
I AVANT le cours de programmation (jeudi) : voir les vidéos
I si possible avant le cours : faire les quiz et commencer des exercices
I jeudi 915–1100 : séance d’exercices avec assistants
I en cours (jeudis 1115–1200 CO1) : rappels, approfondissements, questions
I après le cours : encore plus d’exercices ; puis faire et rendre le devoir noté du
MOOC
I cours partie théorie (vendredis 1315–1500 SG1)
conseil : regarder les slides avant pour avoir une idée du fil général
I exercices, partie théorie (vendredis 1515–1600 CM 1 ...)
+ voir le document « Présentation générale du cours » mis à disposition.
A LIRE ABSOLUMENT !
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 4 / 22Objectifs
Présentation du
Organisation du travail (semestre)
cours
Programmer
Conclusion
MOOC décalage exercices prog. cours prog. cours théorie exercices théorie
1h45 45 min. 90 min. 45 min.
Jeudi 9-11 Jeudi 11-12 Vendredi 13-15 Vendredi 15-16
1 20.09.18 -- 0 prise en main Bienvenue/Introduction Introduction 21.09.18
2 27.09.18 1. variables 0 variables / expressions variables / expressions Algo 1 28.09.18
3 04.10.18 2. if 0 if – switch if – switch Algo 2 (stratégies) 05.10.18
4 11.10.18 3. for/while 0 for / while for / while Calculabilité 12.10.18
5 18.10.18 4. fonctions 0 fonctions (1) fonctions (1) Représentation numérique 19.10.18
6 25.10.18 1 fonctions (2) fonctions (2) Echantillonnage 1 Exam 1 (1h15) 26.10.18
7 01.11.18 5. tableaux (vector) 1 vector vector Échantillonnage 2 Echantillonnage 02.11.18
8 08.11.18 6. string + struct 1 array / string array / string Compression 1 09.11.18
9 15.11.18 2 structures structures Compression 2 16.11.18
10 22.11.18 7. pointeurs 2 Série notée (1h45) pointeurs Architecture des ordinateurs 23.11.18
11 29.11.18 - pointeurs entrées/sorties Mémoires 30.11.18
12 06.12.18 - entrées/sorties entrées/sorties Stockage/Réseaux 07.12.18
13 13.12.18 - entrées/sorties erreurs / exceptions Sécurité 1 14.12.18
14 20.12.18 8. étude de cas - erreurs / exceptions Sécurité 2 Examen final (2h45) 21.12.18
+ voir le document « Présentation générale du cours » mis à disposition.
A LIRE ABSOLUMENT !
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 5 / 22Objectifs
Présentation du
Interaction avec les enseignants
cours
Programmer
Plusieurs moyens pour contacter les enseignants, assistants et étudiants-assistants
Conclusion
pour poser des questions sur le cours ou les exercices :
I Durant les séances d’exercices :
+ c’est le moyen le plus direct, et généralement le plus efficace.
I Par l’intermédiaire des forums du cours (dans site Moodle [spécifique] ou MOOC
[général])
+ moyen idéal pour diffuser la connaissance
N’hésitez pas à en faire usage !
I par email aux assistants
+ mais pour les cas généraux, préférez les forums.
Les contacts personnels avec l’enseignant (email,
téléphone ou visites) devront être strictement
réservés aux cas personnels et/ou urgents !
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 6 / 22Objectifs
Présentation du
Livres ?
cours
Programmer
Conclusion Les éléments fournis (sur le MOOC ou Moodle) devraient constituer une
documentation suffisante pour ce cours !
Pour ceux qui souhaitent avoir un livre, les ouvrages suivants sont également
recommandés.
Partie théorie :
A. Schiper (éditeur)
Découvrir le numérique, PPUR, 2e édition, 2018.
Mais la première édition reste utilisable pour le cours
de cette année.
Disponible pour un prix avoisinant les 35 CHF.
Une version éléctronique est également disponible.
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 7 / 22Objectifs
Présentation du
Livres ?
cours
Programmer
Conclusion
Les éléments fournis (sur le MOOC ou Moodle) devraient constituer une
documentation suffisante pour ce cours !
Pour ceux qui souhaitent avoir un livre, les ouvrages suivants sont également
recommandés.
Partie programmation :
N
LEAR ER, BOOCs Initiation à la programmation
en C++
EPFL
FAST N
LEAR ER! Jean-Cédric Chappelier,
BETT
Jamila Sam et Vincent Lepetit
INITIATION
À LA PROGRAMMATION
EN C++
Jean-Cédric Chappelier, Jamila Sam & Vincent using namespace std
int main()
{
;
using
using namespace std
int main()
{
namespace std ;
int main()
}
using namespace std ;
int main()
{;
coutObjectifs
Présentation du
Livres ?
cours
Programmer
Conclusion
Les éléments fournis (sur le MOOC ou Moodle) devraient constituer une
documentation suffisante pour ce cours !
Pour ceux qui souhaitent avoir un livre, les ouvrages suivants sont également
recommandés.
Partie programmation :
J.-C. Chappelier & F. Seydoux
C++ par la pratique –
recueil d’exercices corrigés et aide-mémoire,
PPUR, 4e édition, 2017.
Mais les anciennes éditions restent utilisables pour le
cours de cette année.
Disponible pour un prix avoisinant les 35 CHF.
Une version éléctronique est également disponible.
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 7 / 22Objectifs
Présentation du
Notes et examens
cours
Programmer
Conclusion
3 évaluations pendant le semestre :
I vendredi 26 octobre, 15:15–16:30
I jeudi 22 novembre, 9:15–11:00
I vendredi 21 décembre, 13:15–16:00
Format :
I vendredi 26 octobre : 1h15, sur papier, SANS document :
I 45 minutes de quiz (questions fermées)
I 30 minutes d’exercices (questions ouvertes)
I jeudi 22 novembre : 1h45, sur papier, documents autorisés
I vendredi 21 décembre : 2h45, sur papier, documents autorisés
Contenu :
I vendredi 26 octobre : théorie module 1 (sans programmation)
I jeudi 22 novembre : programmation uniquement
I vendredi 21 décembre : tout le cours, sauf « Sécurité partie 2 »
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 8 / 22Objectifs
Présentation du
Notes et examens
cours
Programmer La note finale calculée de la façon suivante :
Conclusion I examen 1 : θ1 =30%
I examen 2 (série notée) : θ2 =30%
I examen 3 (final) : θ3 =40%
∑x θx (px /tx )
N = 1 − 0.25 −20 ·
∑x θx
(px le nombre de points obtenus à l’examen x, 0 en cas d’absence, sur un total
maximal de points pour cet examen de tx )
+ voir le document « Présentation générale du cours ».
Devoirs notés du MOOC :
I sont obligatoires
I sont un très bon entrainement
I n’entrent pas dans le calcul de la note EPFL.
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 9 / 22Objectifs
Présentation du
Qu’est-ce que la programmation ?
cours
Programmer
Conclusion
Objectif : permettre l’automatisation d’un certain nombre de tâches à l’aide
d’ordinateurs.
Un ordinateur est un exemple d’automate programmable.
Un automate est un dispositif capable d’assurer, sans intervention humaine, un
enchaînement d’opérations correspondant à la réalisation d’une tâche donnée.
Exemples : montre, « ramasse-quilles », ...
Un automate est programmable lorsque la nature de la tâche qu’il est capable de
réaliser peut être modifiée à volonté. Dans ce cas, la description de la tâche à réaliser
se fait par le biais d’un programme, c.-à-d. une séquence d’instructions et de données
susceptibles d’être traitées (i.e. « comprises » et « exécutées ») par l’automate.
Exemples : le métier à tisser Jacquard, l’orgue de barbarie, ...
... et l’ordinateur !
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 10 / 22Objectifs
Présentation du
Exemple d’automate programmable
cours
Programmer
Conclusion
P ROGRAMME :
Conception : quelles
notes enchainer ?
Exécution : tourner la
manivelle Résultat : mélodie
Réalisation : percer
les trous aux bons
endroits
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 11 / 22Objectifs
Présentation du
Qu’est-ce que la programmation ? (résumé)
cours
Programmer
Conclusion
En résumé, programmer c’est donc décomposer la tâche à automatiser sous la forme
d’une séquence d’instructions (traitements) et de données adaptées à l’automate
utilisé.
opèrent sur
traitements données
influencent
Formalisation des traitements : algorithmes
+ distinguer formellement les bons traitements des mauvais
Formalisation des données : structures de données abstraites
+ distinguer formellement les bonnes structures de données des mauvaises
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 12 / 22Objectifs
Présentation du
Les instructions de l’ordinateur
cours
Programmer
Conclusion
Concrètement, quelles sont les instructions et les données « adaptées » à l’ordinateur ?
Ordinateur '
microprocesseur
détermine l’ensemble des instructions élémentaires que l’ordinateur est
capable d’exécuter ;
mémoire centrale
détermine l’espace dans lequel des données peuvent être stockées en
cours de traitement
périphériques
permettent l’échange ou la sauvegarde à long terme des données
Architecture de Von Neumann (1955)
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 13 / 22Objectifs
Présentation du
Les instructions de l’ordinateur
cours
Programmer
Conclusion
Concrètement, quelles sont les instructions et les données « adaptées » à l’ordinateur ?
Ordinateur '
microprocesseur
mémoire centrale
périphériques
+ C’est donc le microprocesseur qui détermine le « jeu d’instructions » (et le
type de données) à utiliser.
On les appelle « Instructions Machine », « Langage Machine », ' « Assembleur »
On peut programmer directement le microprocesseur en langage machine...
...mais c’est un peu fastidieux et de plus, chaque processeur utilise ses propres
instructions
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 13 / 22Objectifs
Présentation du
Exemple d’instructions-machine
cours
Programmer
Conclusion
Programme en Assembleur
1: LOAD 10 5 mettre 5 dans la mémoire 10
2: CMP 10 0 comparer le contenu de la mémoire 10 à 0
3: JUMP +3 si tel est le cas sauter 3 instructions plus loin
4: DECR 10 décrémenter la mémoire 10 (de 1)
5: JUMP -3 sauter 3 instructions en arrière
6: END
Instructions machine :
Instructions Code Machine données Code Machine
CMP 00000000 -3 10000011
DECR 00000001 0 00000000
END 00000010 2 00000010
JUMP 00000011 3 00000011
LOAD 00000100 5 00000101
6 00000110
10 00001010
Le programme ci-dessus correspond donc physiquement en machine à la séquence :
0000010000001010000001010000000000001010000000000000001100000011
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
0000000100001010000000111000001100000010
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 14 / 22Objectifs
Présentation du
La notion de langage de programmation
cours
Programmer
Conclusion
Cependant, ces instructions-machine sont trop élémentaires pour pouvoir être
efficacement utilisées (par les humains) pour l’écriture de programmes...
. . . il faut donc fournir au programmeur la possibilité d’utiliser des instructions de
plus haut niveau, plus proches de notre manière de penser et de conceptualiser les
problèmes . . .
Exemples de langage de programmation de haut niveau :
« vieux » BASIC C
int main() {
1 N=5
for (int n=5; n>0; --n)
2 IF (N>0) THEN PRINT N;
printf("%d\n", n);
N=N-1; GOTO 2
return 0;
3 END
}
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 15 / 22Objectifs
Présentation du
La notion de langage de programmation (2)
cours
Programmer
Conclusion
Comment rendre les instructions plus sophistiquées compréhensibles par l’ordinateur ?
+ traduire les séquences d’instructions de haut niveau en instructions-machine
directement exécutables par le microprocesseur
Selon ses caractéristiques, un tel traducteur est appelé compilateur ou interpréteur
L’ensemble des instructions de plus haut niveau qu’un compilateur ou un interpréteur
est capable de traiter constitue un langage de programmation.
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Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 16 / 22Objectifs
Présentation du
Interpréteur / Compilateur
cours
Programmer
Conclusion
Compilateur et Interpréteur sont des traducteurs de langage de programmation de haut
niveau en séries d’instructions-machine directement exécutables par l’ordinateur.
La différence réside dans la manière dont la traduction est réalisée :
I le compilateur traduit les programmes dans leur ensemble : tout le programme doit
être fourni en bloc au compilateur pour la traduction. Il est traduit une seule fois.
I l’interpréteur traduit les programmes instruction par instruction dans le cadre d’une
interaction continue avec l’utilisateur. Un programme est traduit à chaque
exécution.
Remarques : Certains langages peuvent indifféremment être interprétés ou compilés
C++ est un langage compilé, jamais interprété
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Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 17 / 22Objectifs
Présentation du
Interpréteur / Compilateur (2)
cours
Programmer
Conclusion
Avantages et Inconvénients :
I De manière générale un langage interprété est donc adapté au développement
rapide de prototypes
(on peut immédiatement tester ce que l’on est en train de réaliser)
I un langage compilé permet la réalisation d’applications plus efficaces ou de plus
grande envergure
(optimisation plus globale, traduction effectuée une seule fois et non pas à chaque
utilisation)
I un langage compilé permet également de diffuser les programmes sous forme
binaire, sans pour autant imposer la diffusion sous forme lisible et
compréhensible par un humain
+ protection de la propriété intellectuelle
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 18 / 22Objectifs
Présentation du
Compilation d’un programme C++
cours
Programmer
Conclusion
compilateur
fichier source fichier exécutable
commande : g++ hello.cc -o hello
hello.cc
#include hello
using namespace std; 010100001010101
001010101001110
int main() {
coutObjectifs
Présentation du
Pour résumer
cours
Programmer
Conclusion
Concrètement : Cycle de développement
À réfléchir au problème ; concevoir l’algorithme
Á traduire cette réflexion en un texte C++ (programme source)
 traduire ce texte C++ en langage machine
(compilation, programme exécutable)
à exécution du programme (exécutable)
En pratique :
I erreurs de compilation (mal écrit)
I erreurs d’exécution (mal pensé)
=⇒ correction(s) + d’où le(s) cycle(s) !
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 20 / 22Objectifs
Présentation du
Ce que j’ai appris aujourd’hui
cours
Programmer
Conclusion
I Rappels sur l’organisation du cours :
lire le document de présentation
I Ce qu’est et à quoi sert un langage de programmation
I La différence entre langage interprété et compilé
I que traitements et données sont les deux facettes complémentaires de la
programmation
©EPFL 2018
Jean-Cédric Chappelier
& Jamila Sam
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 21 / 22Objectifs
Présentation du
La suite
cours
Programmer
I Demain : cours et exercices de la partie théorie
Conclusion
I vous inscrire et commencer sur le MOOC (Coursera) pour le prochain cours de
programmation
I Le prochain cours de programmation : révision et compléments sur
I variables
I expressions
MOOC décalage exercices prog. cours prog. cours théorie exercices théorie
1h45 45 min. 90 min. 45 min.
Jeudi 9-11 Jeudi 11-12 Vendredi 13-15 Vendredi 15-16
1 20.09.18 -- 0 prise en main Bienvenue/Introduction Introduction 21.09.18
2 27.09.18 1. variables 0 variables / expressions variables / expressions Algo 1 28.09.18
3 04.10.18 2. if 0 if – switch if – switch Algo 2 (stratégies) 05.10.18
4 11.10.18 3. for/while 0 for / while for / while Calculabilité 12.10.18
5 18.10.18 4. fonctions 0 fonctions (1) fonctions (1) Représentation numérique 19.10.18
6 25.10.18 1 fonctions (2) fonctions (2) Echantillonnage 1 Exam 1 (1h15) 26.10.18
7 01.11.18 5. tableaux (vector) 1 vector vector Échantillonnage 2 Echantillonnage 02.11.18
8 08.11.18 6. string + struct 1 array / string array / string Compression 1 09.11.18
9 15.11.18 2 structures structures Compression 2 16.11.18
10 22.11.18 7. pointeurs 2 Série notée (1h45) pointeurs Architecture des ordinateurs 23.11.18
11 29.11.18 - pointeurs entrées/sorties Mémoires 30.11.18
©EPFL 2018
12 06.12.18 - entrées/sorties entrées/sorties Stockage/Réseaux 07.12.18
13
Jean-Cédric Chappelier 13.12.18 - entrées/sorties erreurs / exceptions Sécurité 1 14.12.18
& Jamila Sam
14 20.12.18 8. étude de cas - erreurs / exceptions Sécurité 2 Examen final (2h45) 21.12.18
Information, Calcul, Communication – Introduction du cours – 22 / 22Vous pouvez aussi lire
